涡街流量计研究本科论文

涡街流量计是根据卡门（Karman）涡街原理研究生产的测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。 其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号，也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统配套使用，是一种比较先进、理想的测量仪器。涡街流量计也称之为旋涡流量计或卡门涡街流量计[1]。综合吸收发达国家先进技术和总结多年研究生产经验的基础上进行精心设计的产品，实现了产品智能化、标准化、系列化、通用化、生产模具化、确保产品质量的美观性。该产品具有电路先进、功耗微低、量程比宽、结构简单、阻力损失小、坚固耐用、用途广、使用寿命长、工作稳定、便于安装调试等特点。[2]原理在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。涡街流量计是根据卡门涡街原理(Kármán Vortex Street)测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中。涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关，可用下式表示：式中：为旋涡的释放频率，单位为Hz；v为流过旋涡发生体的流体平均速度，单位为m/s；d为旋涡发生体特征宽度，单位为m；St为斯特劳哈尔数（Strouhal number），无量纲，它的数值范围为－。St是雷诺数的函数，。当雷诺数Re在范围内，St值约为。在测量中，要尽量满足流体的雷诺数在，此时旋涡频率。由此，通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度v，再由式可以求出流量q，其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。技术指标测量介质： 气体、液体、蒸汽连接方式：法兰卡装式、法兰式、插入式口径规格 法兰卡装式口径选择 25,32,50,80,100法兰连接式口径选择 100,150,200流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数×104～4×106；气体5～50m/s；液体～7m/s。正常测量流量范围 液体、气体流量测量范围见表2； 蒸汽流量范围见表3。测量精度 级 级被测介质温度：常温–25℃～100℃，高温–25℃～150℃ -25℃～250℃输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8～10V 低电平～脉冲占空比约50%，传输距离为100m脉冲电流远传信号 4～20 mA，传输距离为1000m仪表使用环境 温度：-25℃～+55℃ 湿度：5～90% RH50℃材质 不锈钢，铝合金电源 DC24V或锂电池防爆等级 本安型iaIIbT3-T6，防护等级 IP65。

简单的来说，涡轮流量计是体积式流量计，由磁通量变化产生脉冲电流，涡街流量计是靠检测频率测得流量；因此我们平时更常见的是液体涡轮流量计等。在国外成品油计量中占70%~80%的比重，在国内标定流量多用到，只要确保介质干净，并且定期校验，涡轮流量计可以达到其它流量计难以达到的精度。涡街有小流量死区，测量量程比没有涡轮的大，精度方面涡轮可做到的精度要高点，不过涡轮有可动叶轮在转，时间长了轴承的磨损会影响到测量的精度，要经常调整系数。另外，就应该场合频率来讲，涡轮流量计没有涡街流量计常用.；涡轮流量计的精度比较高，常用于计量用，涡街流量计一般流量测量都可以用。

所有的涡街流量计都是基于卡门涡街原理，卡门涡街是美籍匈牙利科学家冯·卡门在1911年观察到并研究的现象：当流体绕过非流体线形物体时，物体尾流左右双侧产生的成对的、交替排列的、扭转方向相反的反对称涡旋。这种漩涡的产生具有周期的、交替变化的性质，变化频率与流体速度成正比，这即是卡门涡街现象。涡街流量计即是利用这种现象的性质，通过测量涡流的脱落频率确定流体的速度或流量而支撑的流量计。了解了涡街流量计原理后，还应该晓得如何用好涡街流量计。选好涡街流量计后，第一个要面对的即是涡街流量计的安装问题。那么安装时都有哪些需要注意呢?(1)流量计应水平或垂直安装在与工程通经相对应的管道上。由于涡街流量计的特性，要实现准确测量，必须注意保证慢管测量，因此在水平管道上的涡街流量计一般应选定安装在管道的非常低处，垂直管道时，流体的流向应自上而下。(2)当涡街流量计用作流量调节时，应特别注意将流量调节阀安装在流量计后面，否则小流量时容易出现射流，出现流量调节时停止流量与阀门开度成反比的现象。(3)涡街流量计对前后直管要求非常苛刻，流量计上游要保障有10到40倍管道直径，下游不小于5倍管道直径。上游直管长度由上游有无直角弯、扩大或缩径管而定。特别要注意的是，在满足要求的情况下，流量计应尽量选定安装在前后直管段尽量大的管道位置处。(4)测量温度和压力的取温\取压点应设置在涡街流量计出口5倍口径意外。(5)涡街流量计安装时要尽量避免强烈震动、工频干扰信号，如果无法避免这些情况，应当采取减震、屏蔽等措施尽量减小干扰。(6)在高温管道中，涡街流量计必须垂直向下安装。安装实现以后，涡街流量计应该如何维护呢?涡街流量计无可动部件，所以在正常使用情况下，维护的工作量较少。日常维护的使命是：查看仪表指示累积是否正常;查看仪表供电是否正常;查看仪表体连接件是否损坏和腐蚀;查看仪表外线路有无损坏及腐蚀;查看表体与工艺管道连接处有无泄漏;查看仪表电器接线盒及电子元件盒密封是否良好等。当被测介质较脏或易结垢时，应定期清洗流量计内壁，清洗时应保护好旋涡发生体及检测探头，注意不要碰伤其表面与棱角。检测放大器外壳端盖在接线调试后应适度旋紧，以保证其密封性。在进行维护检查时不得将液体及杂物留于壳内。如有想要知道更多详细资讯的，欢迎咨询【麦克传感器股份有限公司】！

涡街基本原理流体流经阻挡体或者是特制的元件时，产生了流动振荡，通过测定其振荡频率来反映通过的流量。涡街产生原理在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列，涡列的形成与流体雷诺数有关。